問題の解答

5.
$\triangle ABC$の辺$BC$の中点を$M,A$から辺$BC$に下した垂線の足を$D$とする.
さらに,$\angle BAC$の二等分線に$B,C$からおろした垂線の 足をそれぞれ$E,F$とする.
このとき,4点$D,E,M.F$が同一円周上にあることを証明せよ.


解答
角の2等分線を対称軸に対称移動すると,図形が見やすくなります. ここでも$\angle A$の二等分線を対称軸にする対称移動を用います.

$B'$を
$S(AE):B \mapsto B'$
で定義します.
このとき,$M,E$はそれぞれ$BC,BB'$の中点であるから,
$ME$$AB'$
また
$\angle AFC=\angle ADC=90^{\circ}$
であるから四角形$AFDC$は円に内接する.
したがって,右図で
1=2=3
が成り立つ.




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